[发明专利]一种基于参考椭球面的铁路中线测设方法

说明书

本发明公开了一种基于参考椭球面的铁路中线测设方法，包括以下步骤：S1：确定铁路线路的起点信息、终点信息和各交点信息；S2：利用几何分析法计算曲线综合要素；S3：根据曲线综合要素计算曲线各主点里程；S4：比较各测点的里程与曲线各主点里程的数值大小，确定各测点的所属线段；S5：计算各测点的椭球面坐标；S6：根据各测点的椭球面坐标进行铁路中线测设。采用本发明提供的技术方案，可直接使用铁路中线各点在参考椭球上的经纬度进行测设，可使得测量计算结果无投影变形或变形达到最小。而且参考椭球面上计算得到的数据可以根据各种投影法则得到各种投影面上的结果，使计算数据具复用性和通用性。

技术领域

本发明属于铁路中线测设技术领域，具体涉及一种基于参考椭球面的铁路中线测设方法。

背景技术

铁路中线又称铁路线路中心线。其定义为：在铁路路基横断面上，距外轨半个轨距的铅垂线与路肩水平线的交点沿线路纵向的连线。其空间位置用线路平面和纵断面表示。从平面上看，在直线地段，它就是两股钢轨或路基顶面的中心线；在曲线地段，路基在中线外侧加宽，而轨距在中线内侧由内轨内移实现加宽，都不对称于中心线。从纵断面上看，其高程为路肩高程。在铁路勘测设计以及铁路测设和施工中，线路及有关建筑物的位置都由它控制。

铁路中线测设工作是铁路定测过程中一项重要的工作，是路基断面、地质钻孔、桥涵隧道工点和各专业调查等后续工作开展的基础。因此，中线勘测的进展与否对整个勘测周期的长短产生决定影响。目前，铁路中线测设工作主要有两种方法。第一种是交切法，也称拨角法；采用交切法进行中线测设时，首先根据纸上定线方案，按照直线边和交点的位置设计出一份交切测设示意图，根据测设示意图做贯通交切导线控制，为保证该导线的勘测精度，每隔5KM左右就与GPS或导线点联测进行闭合计算，当计算结果满足精度要求时，根据交切控制点选择合适的置镜点进行完整的中线测设。第二种是极坐标法；采用极坐标法进行中线测设时，首先需要沿设计线路布设一条高等级导线，一般为一级，然后将设计线路进行中线逐桩坐标计算，根据现场地形地物选择合适的导线点置镜，用坐标反算的原理解出置镜点与待测点之间的偏角和距离来完成整个中线测设作业。第三种是GSP-RTK法；采用GPS-RTK法进行中线测设时，需要在勘测范围内按每隔4Km左右布设GPS控制网，合理选择控制网中已知的WGS84、设计图的网格坐标以及高程的公共点，求解转换参数，为RTK动态测量做好准备。上述三种方法，无论哪种都是根据提供已知点的高斯平面坐标和铁路设计参数，计算出铁路中线各主点里程以及任意里程点对应的高斯平面坐标来进行由平面设计到地面放样的过程。而本身从实际地面到高斯平面需要经过地面到椭球面的归化改正，再由椭球面到高斯平面的投影，这中间就存在改正误差和投影变形误差。而考虑以参考椭球面为计算面，不仅可使得测量计算结果无投影变形或变形达到最小，而且参考椭球面上计算得到的数据可以根据各种投影法则得到各种投影面上的结果，使计算数据具有复用性和通用性。

发明内容

本发明的目的是为了解决铁路中线测设的问题，提出了一种基于参考椭球面的铁路中线测设方法。

本发明的技术方案是：一种基于参考椭球面的铁路中线测设方法包括以下步骤：

S1：确定铁路线路的起点信息、终点信息和各交点信息；

S2：根据铁路线路的起点信息、终点信息和各交点信息，利用几何分析法计算曲线综合要素；

S3：根据曲线综合要素计算曲线各主点里程；

S4：比较各测点的里程与曲线各主点里程的数值大小，确定各测点的所属线段；

S5：根据各测点的里程和所属线段计算各测点的椭球面坐标；

S6：根据各测点的椭球面坐标进行铁路中线测设。